Im Verlauf der [[Industrialisierung]] in den letzten Jahrzehnten hat die Blechverarbeitung eine gewaltige Veränderung erfahren. War der [[Werkstoff]] Blech im Mittelalter, erzeugt und verarbeitet von Schmieden, ein eher grobes Arbeitsmittel, ist es heute als Präzisionswerkstoff nicht mehr wegzudenken. Von der Automobilindustrie mit relativ großen Blechteilen bis hin zur Feinstanztechnik hat das Blech in fast allen Bereichen unseres heutigen Lebens seinen Platz gefunden. Unter Blechverarbeitung versteht man alle Arten der Weiterverarbeitung von gewalztem Metall. Gängige Metalle sind [[Stahl]], [[Eisen]], [[Kupfer]], [[Aluminium]], [[Messing]] und sogar [[Platin]] oder [[Gold]]. Unwichtig ist dabei, ob das Blech in Form einer Platte weiterverarbeitet wird oder vom Coil (Rolle mit aufgewickeltem Blech) kommt, wie es häufig in der Massenproduktion der Fall ist. Um einen kleinen Einblick in die Vielfalt der Blechverarbeitung zu vermitteln, sollen hier ein Anwendungsbeispiel vorgestellt werden: Trennen (Trennen durch Zerteilen), früher auch als Stanzen bezeichnet z.B.: Schlüssel, Lochblech etc.. Selbstverständlich sind Mischformen in der Blechverarbeitung die meist verbreitete Art. Denkt man an das Beispiel des Teeeis, wird deutlich, dass hier gestanzt und tiefgezogen wird. Ebenso zeigt sich dies in der Automobilindustrie, wo allein bei der Karosserieherstellung geschnitten, gestanzt, tiefgezogen, umgeformt und geschweißt wird. Auch in der Elektro-, Elektronik-, Haushaltswaren- und selbst in der Lebensmittelindustrie wird Blech in immensen Mengen verarbeitet. Aufgrund der Vielschichtigkeit und Komplexität der Blechverarbeitung und der Aufgabenverteilung im Unterricht wird im Folgenden nur auf einen Bereich detaillierter eingegangen. Weitere Themen der [[Fertigungstechnik ]] werden von anderen Komonitoren vorgestellt. Mit Hilfe der Stanztechnik fertigt man vorwiegend Werkstücke aus Blechstreifen, Metallbändern, Platten oder Bahnen aus Kunststoff usw. Die zweiteiligen, formgebundenen Werkzeuge werden meist in Pressen eingebaut und besitzen ein Ober- und Unterteil, die durch eine geradlinige Hubbewegung der Maschine aufeinander zu bewegt werden (vgl. Keller, Kilgus, 2001, S.7). Die Stanztechnik bietet eine Reihe von Vorteilen, die den derzeitigen Rationalisierungsbestrebungen sehr entgegen kommen. Es lassen sich viele Arbeitsgänge leicht automatisieren. In modernen Stanzereien hat sich daher das Bild gewandelt: Es wird von aufgerollten Blechbändern gearbeitet die von Haspeln (Coils) automatisch abgewickelt und zugeführt werden. Es werden Schnelllaufende Pressen eingesetzt. Außerdem sind Werkzeuge entwickelt worden, welche sehr hohen Ansprüchen in Bezug auf Form- und Maßgenauigkeit sowie Oberflächengüte gerecht werden, sodass kaum mehr ein Nachbearbeiten nötig ist (Vgl. Schal, Blaich, 2006, S.95).
== Definition ==
Zerteilen gehört zur dritten Hauptgruppe Trennen.
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Zerteilen (DIN 8588) ist mechanisches Trennen von Werkstücken beliebiger Art und Form. Dabei entstehen keine Späne (Schal, Blaich, 2006, S.95).
Es ist demnach ein spanloses Fertigungsverfahren und wird überwiegend zur Fertigung dünner flächenbestimmter Werkstücke verwendet. Beim Zerteilen erhält das Werkstück auf spanlosem Weg hauptsächlich seine Form durch Keil- oder Scherschneiden; in seltenen Fällen durch Reißen oder Brechen. Die in der Stanztechnik verwendeten Schneidwerkzeuge lassen sich somit in Scherschneid-, Keilschneid- und Sonderschneidwerkzeuge einteilen. Der beim Zerteilen verbleibende Werkstoffrest (Abfall) hat eine bestimmte geometrische Form. Sein innerer Zusammenhalt bleibt erhalten und kann deshalb weiterverarbeitet werden.
== Zerteilverfahren ==
Zunächst unterscheidet man sechs Zerteilverfahren, wobei als differenzierende Merkmale die Zahl der Schneiden und ihre Relativbewegung angesehen werden (Vgl. Schal, Blaich, 2006, S.95).
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Scherschneiden ist Zerteilen von Werkstücken zwischen zwei Schneiden, die sich aneinander Vorbeibewegen. Man unterscheidet zwischen einem offenen und einem geschlossenen Schnitt (Schal, Blaich, 2006, S.96).
Das Scherschneiden ist sehr Produktiv und hat deshalb eine große Wirtschaftliche Bedeutung. ES kommt vor allem in der Blechbearbeitung zum Einsatz.
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[[Bild:Trennen_4.JPG]]
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Als kontinuierliches Scherschneiden bezeichnet man Schneiden, bei dem das Zerteilen durch einen fortlaufenden Schnitt längs der Schnittlinie erfolgt. Das mit abstand Abstand häufigste Anwendungsbeispiel hierfür ist das Trennen mit rotierenden,
entlang der vorgesehenen oder vorgegebenen Trennungslinie von selbst weiter reißt.
[[Werkstoffe]], die durch Spalten zerteilt werden können, sind entweder spröde oder weisen aufgrund ihres anisotropen Aufbaus bevorzugte Spaltrichtungen oder Spaltebenen auf (Vgl. Schal, Blaich, 2006, S.96).
'''Beispiele:'''
=== Reißen ===
Reißen ist Zerteilen durch eine Zugbeanspruchung, durch die das Werkstück an einer bestimmten Stelle über seine Bruchfestigkeit hinaus beansprucht wird. Man unterscheidet zwei Verfahren Durchreißen und Stechen. Stechen ist Einreißen eines Loches von beliebigen Querschnitt, wobei die Lochränder zu Kragen, Zacken, o.ä. umgeformt werden.
{|
Die Zerteilverfahren lassen sich nach Art der Durchführung unterteilen:
* '''Einhubig ''' ist das Schneiden, bei dem der Schnitt entlang der gesamten Schnittlinie in einem Hub erfolgt. Dieses Verfahren ist in den Stanzereien der Blech verarbeitenden Industriebetriebe vorherrschend.
* '''Mehrhubig ''' fortschreitend ist das Schneiden in mehreren Hüben oder Schritten bzw. bei schrittweisem Vorschub. Typisch hierfür ist das Knabberschneiden (Nibbeln) oder auch das Schneiden mit Blechscheren, deren Schneidbacken kürzer als die Gesamtschnittlinie im Werkstück sind (o.V.1, S.1).
'''''Im Folgenden werden die meist verwendeten Schneidverfahren dargestellt.'''''
| Stufe 2
Beim weiteren eindringen Eindringen des Stempels in den Werkstoff werden die Werkstofffasern noch weiter gedehnt. Die Elastizitätsgrenze des Werkstoffes wird überschritten, so dass eine bleibende Verformung eintritt. Der Werkstoff wird von außen her zur Schneide des Stempels hineingezogen, so dass sich Einziehrundungen ergeben.
|| [[Bild:Trennen_21.2.JPG]]
== Werkzeug ==
Nach DIN 8500 werden Werkzeuge für das Scherschneiden kurz als Schneidwerkzeuge bezeichnet. Ein Schneidwerkzeug besteht aus mehreren Bauteilen: Grundplatte, Schneidplatte, Führungsleisten, Führungsplatte, Auflageblech, Vorschubbegrenzung, Schneidstempel und Lochstempel, Stempelhalteplatte, Druckplatte, Kopfplatte, Einspanzapfen . Durch die Vielzahl der Fertigungsverfahren werden hier Werkzeuge des Scherschneidens vorgestellt. Die Werkzeuge können nach unterschiedlichen Kriterien eingeteilt werden: Nach Fertigungsverfahren, Führungsart, konstruktiver Aufbau oder Fertigungsablauf. Da es auch hier Zahlreiche Möglichkeiten gibt, werden die Werkzeuge nach dem Fertigungsablauf eingeteilt.
=== Der Aufbau ===
==== Führungsleisten ====
{|
| Bei Schneidwerkzeugen mit Plattenführung wird der Schnittstreifen zwischen zwei parallelen, 5 bis 8 mm dicken Leisten geführt, so dass zwischen Führungs- und Schneidplatte ein Streifenkanal entsteht. Durch diesen Abstand ist sowohl der Durchlauf des Streifens, als auch die Lage zu den Stempeln durch die Anlage an der Führungsleistegewährleistet. Diese Aufgabe der Fixierung übernehmen die beiden Führungsleisten. Man unterscheidet feste und federnde Streifenführung || [[Bild:Trennen_25.JPG]]
|}
Die zu wählende Art, ist vom Werkzeugaufbau, Streifendicke und Hubzahl abhängig.
==== Grundplatte ====
Die Grundplatte stellt die Verbindung zwischen Werkzeugunterteil und den Pressentisch da, die ist meist zw. 25mm und 60mm dick. Um die Grundplatte auf den Pressentisch zuspannen können Schlitze oder Durchgangsbohrungen vorgesehne sein. Damit die Schnitteile ungehindert durch die Grundplatte durchfallen können, ist die Grundplatte ringsherum ca. 0,5mm größer als der Durchbruch der Schneidplatte zu fertigen.
6.1.3 Stempelhalteplatte: In der Stempelhalteplatte die die gleichen Durchbrüche wie die Schneidplatte hat, werden die Schneidstempel befestigt. Sie werden stramm und winklig zu den Flächen der Platte in die Durchbrüche eingepasst. Hat der Stempel einen genügend großen Querschnitt, so kann er auch, je nach Abstreifkraft, mit einer oder mehreren Zylinderschrauben mit Innensechskant an der Kopfplatte befestigt werden.
==== Schneidplatte ====
In einer Schneidplatte können eine oder mehrere Durchbrüche vorhanden sein, die mit ihrer Form der dazugehörigen Schneidstempel übereinstimmt. Damit die geschnittene Teile leicht durchfallen können, ist es vorteilhaft, die Durchbrüche von der Schneidkante ab zu erweitern. Je nach Blechdicke, Anzahl der Schnitte, Verfahren und Genauigkeit werden die Durchbrüche unterschiedlich gestaltet. Desto besser die Oberflächengüte der Durchbrüche desto kleiner kann die Freiarbeitung gewählt werden. Um die Wartung von runden Durchbrüchen kostenniedrig zu halten können Schneidbuchsen eingepresst oder eingeklebt werden.
[[Bild:Trennen_26.JPG]]
*Richtwerte für die äußeren Abmessungen ergeben sich folgenden Beziehungen:
=== Feinschneidewerkzeuge ===
Das Feinschneiden wird in der Praxis auch als Genauschneiden oder Feinstanzen bezeichnet. Das Fertigungsverfahren ist ein Scherschneiden zur Herstellung von Teilen mit glatter weitgehend rechtwinkliger Schnittfläche. Im Vergleich zum normalen Scherschneiden, bezeichnet, liegen beim Feinschneiden jedoch abweichende Verfahrensparameter vor, die zu einer höheren Qualität des Werkstücks führen. Der Grundgedanke beim Feinschneiden ist der, dass im Gegensatz zum Normalschneiden durch allseitiges Einspannen des Blechs der Werkstoff allein durch Fliessen, also ohne Bruchfläche getrennt wird. Neben den qualitativen Vorteilen des Feinschneidens ist die Wirtschaftlichkeit für die Anwendung dieses Verfahrens ausschlaggebend. Beim Feinschneiden wirken 3 Kräfte über das Werkzeug auf das Stanzmaterial. Vor dem Schneidbeginn wird eine Ringzacke mit der Kraft FR über die Führungsplatte außerhalb der Schnittlinie in das Material eingepresst. Innerhalb der Schnittlinie wird das Material mit der Gegenkraft FG über den Auswerfer auf den Schneidstempel gepresst. In diesem eingespannten Zustand erfolgt der Schneidvorgang mit der Schneidkraft FS. Ist der Schneidvorgang abgeschlossen, werden Ringzackenkraft und Gegenkraft abgeschaltet, das Werkzeug öffnet sich, und nach einem bestimmten Öffnungsweg wird das Stanzgitter über die Abstreifkraft FRa vom Stempel abgestreift sowie der Innenformabfall ausgestoßen. Das Feinschnittteil wird mit der Auswerferkraft FGa aus der Schneidplatte ausgeworfen.
[[Bild:Trennen_32.JPG]]
Je nach Werkstoff und Dicke der Teile beträgt die spezifische Presskraft N/mm².
Die spezifische Gegenkraft beträgt 20....70 N/mm².
Genaue Werte müssen jeweils im Versuch ermittelt werden (Schal, Blaich, 2006, S.144).
=== Schneidkraftminimierung ===
Die Wirtschaftlichkeit von Werkzeugen, in denen Streifen oder Bänder verarbeitet werden, hängt weitgehend von der Streifeneinteilung ab. Die Streifeneinteilung ist die Lagebestimmung für die Ausschnitte unter dem Gesichtspunkt bestmöglicher Werkstoffausnutzung. Hierzu müssen genau die Steg- und Randbreiten, sowie ggf. ein Seitenschneiderabfall ermittelt werden.
*'''Die genauen werte findet man im Europa Tabellenbuch S.316'''
[[Bild:Trennen_36.JPG]]
== Fazit ==
In der Stanztechnik gibt es zahlreiche Möglichkeiten, Werkstoffe zu Trennentrennen, es können auf manchmal einfachem Wege die kompliziertesten Formen spanlos bearbeitet werden. Es ist deutlich geworden, dass sich in der Industrialisierung viel getan hat. In dieser Hausarbeit konnten die einzelnen Themen nur angekratzt werden, hier wurde ein Überblick über die verschiedenen Verfahren der Maschinellen Bearbeitung von Blech beschrieben.
*1. #Entwerfen Sie Streifenauslegung und Stempelanordnung. *2. #Berechnen Sie den Ausnutzungsgrad. *3. #Berechnen Sie die Schneidkraft und den Schneidspalt. *4. #Berechnen Sie die Lage des Einspannzapfens.
|}
--[[Benutzer:Danny Ribens|Danny Ribens]] 10:09, 11. April 2007